577863. - Academica-e

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS
INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACIÓN
Titulación :
INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL MECÁNICO
Título del proyecto:
REDISEÑO Y REUBICACIÓN DE FRIGORÍFICO PARA
AUTOBÚS
CARLOS PILEÑO RODRIGUEZ
JOSÉ RAMÓN ALFARO LÓPEZ
Tudela, 28 de Agosto de 2012
Índice:
Memoria
1. Antecedentes
2. Descripción del proyecto
3. Descripción de la empresa
3.1 Política de la empresa
3.2 Historia de la empresa
3.3 Instalaciones
3.4 Ubicación
3.5 Personal
3.6 Seguridad y salud laboral
3.7 Medio ambiente
3.8 Producto
3.8.1 Trenes
3.8.2 Autocar-Autobuses
4. Fases y desarrollo del proyecto
4.1 Primer contacto por parte del cliente
4.2 Recogida de ideas y posibles soluciones
4.3 Desarrollo de la idea
4.4 Diseño del modelo real
4.4.1 Diseño del frontal
4.4.2 Cumplimiento de normativa
4.4.3 Diseño del interior
4.5 Diseño en 3D
4.6 Realización de los moldes de la pre-serie
4.7 Fabricación de la pre-serie
4.8 Prueba de la pre-serie
4.9 Moldes definitivos y programas de corte
4.10 Montaje en el autobús
Planos
Presupuesto
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS
INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACIÓN
Titulación :
INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL MECÁNICO
Título del proyecto:
REDISEÑO Y REUBICACIÓN DE FRIGORÍFICO PARA
AUTOBÚS
MEMORIA
CARLOS PILEÑO RODRIGUEZ
JOSÉ RAMÓN ALFARO LÓPEZ
Tudela, 28 de Agosto de 2012
1-ANTECEDENTES
En la sociedad en la que vivimos, la gente, una vez vistas y cubiertas de sobra sus
necesidades básicas, se vuelve mucho más exigente con todo. Por ello, detalles que antes
no se le daban importancia, ahora cobran mucho más protagonismo, de manera que la
comodidad y el bienestar es cada vez un factor más importante en nuestras vidas.
El sector automovilístico, y más concretamente el de los autobuses de transporte es
un sector donde vocablos como “ergonomía”, “comodidad” o “eficiencia” llegan a su
máxima expresión, y el cliente se vuelve cada vez más inconformista, buscando siempre lo
mejor para él.
Es por esto que surge dicho proyecto. Por una necesidad de un cliente que busca
unas mejoras en el producto.
2-DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Este proyecto consiste en el rediseño y reubicación de un frigorífico para un autobús
con destino Israel.
El cliente, que se dedica a la compra de autobuses nuevos y a su posterior venta de
estos autobuses en Israel, nos ha comunicado la necesidad de cambiar la configuración del
frigorífico estándar, que actualmente se encuentra alojado bajo el asiento del conductor.
Los motivos por los que ha surgido esta necesidad tiene que ver con los chóferes de Israel,
los cuales demandan un frigorífico mayor que el estándar alegando que el actual se les
queda pequeño para ejercer durante los viajes la venta de refrescos. Los chóferes, cuyo
sueldo es relativamente bajo, aprovechan los viajes para sacarse un sobresueldo realizando
ésta actividad.
3-DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
3.1-POLITICA DE LA EMPRESA
Sunsundegui S.A. ubicada en la localidad Navarra de Altsasu/Alsasua es la
principal empresa y motor económico de la comarca de Sakana. Se dedica al carrozado de
autobuses y a la fabricación de trenes de vía estrecha. En lo que respecta a la producción de
autobuses es una de las principales empresas del Estado y líder en el segmento de
autobuses interurbanos.
Sunsundegui es una empresa dedicada al carrozado de vehículos (autobuses y
trenes) para el transporte de personas y que, ubicada en Alsasua, es un pilar económico
fundamental para la vida y desarrollo de la comunidad de Sakana desde hace más de 60
años.
Sunsundegui, apuesta por la atención individualizada al cliente, diseñando
productos de acuerdo a sus requisitos específicos y también, por la innovación permanente
de las tecnologías de productos y procesos. Asimismo basa su filosofía de Gestión de la
Calidad en la mejora continua, en la Prevención de Riesgos Laborales y en el respeto al
Medio Ambiente.
Los principios que rigen su actuación son:
- El cliente es el elemento esencial. Hay que escuchar sus necesidades e interpretar
sus expectativas para fidelizarlo.
- La mejora continua en todas las áreas y, en particular la gestión de la prevención
de riesgos laborales.
- El personal de Sunsundegui es uno de los activos más valiosos, por lo que la
continua y adecuada formación, su involucración en los objetivos de la empresa y la
prevención de sus riesgos son objetivos prioritarios.
El cumplimiento de la legislación medioambiental, de seguridad de producto y
personas y del nivel de calidad exigido por el cliente es la principal preocupación de la
empresa.
Sunsundegui revisa regularmente su sistema de gestión para asegurar su
cumplimiento.
Los proveedores contribuyen de forma valiosa a satisfacer las necesidades de los
clientes. Sunsundegui fomenta alianzas que aseguren los suministros.
Para la medida de la Gestión de la Calidad se establecen los objetivos en el Plan Operativo
anual.
Sunsundegui ha implantado y mantiene un PLAN de PREVENCIÓN. Este Plan se
revisa regularmente, sometiéndolo a una continua mejora de común acuerdo con los
trabajadores y sus representantes.
Por todo esto la empresa es percibida por el mercado como una empresa que
colabora con sus clientes dando respuesta creativa a sus necesidades, por la sociedad como
generadora de riqueza en la zona y respetuosa con el entorno y por los trabajadores como
una organización deseada para desarrollar su vida profesional.
3.2-HISTORIA DE LA EMPRESA
La firma Sunsundegui, inicia su
andadura el año 1944, en la ciudad fronteriza
de IRUN, dedicándose a la reparación de
vagones de madera, básicamente para RENFE.
En el año 1958, la Empresa inicia un
plan de expansión basado en la incorporación
de nuevos tipos de reparaciones tales como locomotoras de vapor, que hace imprescindible
un incremento de superficie productiva e instalaciones, por lo que la Empresa se traslada a
su actual ubicación en Alsasua/Altsasu.
Evolucionando al compás de los tiempos, se comienza en 1960 la reparación de
coches de viajeros y furgones de todo tipo, siendo en 1964 cuando se adopta una decisión
fundamental para el devenir de la Empresa, ya que se inicia la reparación de material motor
de tracción eléctrica. Ya en 1965, y como complemento de lo anterior, se crea una sección
para la reparación de motores eléctricos.
En los años siguientes se continúa aumentando la producción y la plantilla del
personal, al mismo tiempo que se va dotando de maquinaria y medios modernos de
producción, llegándose al año 1977, en el que se acomete la creación de un nuevo pabellón
con sus correspondientes instalaciones para la reparación y levante de todo tipo de
vehículos, especialmente locomotoras, siendo en 1.986, cuando se realizan las últimas
inversiones de adecuación y mejora en la sección de motores.
En el año 1987, se inicia un proceso de diversificación de producto. Tras los
correspondientes estudios de mercado da como resultado la introducción en el transporte
por carretera, a la vez que se continúa trabajando sobre los vehículos del parque actual de
RENFE, tanto en reparaciones cíclicas como en accidentes y modernizaciones de flota.
Para el desarrollo del nuevo producto, el autocar, amplió sus instalaciones
productivas incorporando las últimas tecnologías existentes y se nutrió de un potente
equipo directivo con conocimientos y experiencia en el sector del autocar sobradamente
demostrado.
Como confluencia de las experiencias, conocimientos y desarrollos tecnológicos de
las dos actividades se consiguió mejorar notablemente la concepción de los dos productos,
tanto en calidad como en el ámbito tecnológico.
El modelo que se diseñó para su expansión fue el “Korinto”. Montado sobre un
bastidor DAF SB 3.000, con motorización DKX 1.160 Ati, tenía una capacidad de
transporte de 54 pasajeros en asientos reclinables, además del conductor y del guía. Los
elementos que le caracterizaron en aquel momento fueron la incorporación de aire
acondicionado, calefacción mediante convectores, renovación constante del aire interior y
la capacidad del maletero, de aproximadamente 10 m3.
A partir de esta diversificación del producto ha conseguido desarrollar una amplia
gama de modelos e introducirse en el mercado de autocares con un notable éxito. Este
vehículo representa ahora el negocio más importante de la empresa y espera duplicar su
producción a medio plazo.
En este momento se fabrican los siguientes modelos:
- Autobuses de Lujo: Sideral 2.000
- Autobuses Urbanos: Astral
- Rail-bus: una concepción moderna de vehículos de tren con funcionamiento tanto
diesel como eléctrico.
- Locomotoras
Los vehículos que se carrozan en Sunsundegui, se realizan sobre chasis de Volvo,
Mercedes, Man, Iveco, Daf y Scania. Desde el año 1998 existen acuerdos comerciales con
Volvo que aseguran la venta de vehículos con el respaldo de una gran marca internacional.
A mediados de la década de los 90, Sunsundegui empezó a exportar, principalmente
a Israel. Posteriormente, en el año 2000, llegó a un acuerdo con Volvo para formar un
binomio y vender el producto completo en el exterior, lo que le abrió las puertas de nuevos
países.
En la actualidad, Sunsundegui exporta a 16 países: 13 europeos (Reino Unido,
Irlanda, Islandia, Francia, Italia, Suiza, Austria, Alemania, República Checa, Eslovenia,
Bosnia-Herzegovina, Croacia y Rusia), 2
asiáticos (Israel y Emiratos Árabes) y uno
africano (Egipto). De todos estos países,
Reino Unido e Israel son los principales
destinatarios de sus ventas, mientras que
Austria, Suiza y Alemania, al fabricar sus
propios autobuses, han sido los más
complicados a la hora de exportar, por lo
que haber conseguido penetrar en ellos
dota a Sunsundegui de gran prestigio en
toda Europa.
Para competir en un mercado tan exigente como es el europeo, la organización de la
empresa ha adoptado los sistemas de calidad y las últimas innovaciones tecnológicas
existentes en cada momento. Ya desde el año 1.994 se ha interesado en aplicar las
directrices que han ido marcando las diferentes legislaciones y normativas en el tema de
Calidad.
Las dos empresas que componen Sunsundegui, Suministros y Servicios Unificados
de carrocería S.L., división autobús y Suncove, S.L., división ferrocarril, han obtenido la
certificación de sus Sistemas de Calidad según la UNE-EN ISO 9.001:2.000. El Sistema de
Gestión que se ha diseñado integra los Sistemas de Calidad, Prevención de Riesgos
Laborales y del Medio Ambiente.
De cara al futuro, además de seguir creciendo y ampliando mercados, Sunsundegui
trabaja en varios proyectos dirigidos a intentar solucionar los problemas medioambientales
y de movilidad que existen en las grandes ciudades. Entre las iniciativas que está
abordando esta empresa, destaca el proyecto Metrobus, para instalar ese medio de
transporte, que Sunsundegui fabricaría, en algunas ciudades, o la construcción de autocares
híbridos.
3.3-INSTALACIONES
Dentro de una superficie de 96.000 m2, existen pabellones cubiertos que suman
24.500 m2.
El nuevo pabellón que se edificó para la construcción de autocares (4) tiene una
superficie de 4.500 m2 en planta y 500 m2 de entreplanta para las oficinas, vestuarios y
servicios, estando dotado de los más modernos equipamientos. Asimismo, para el
desarrollo de Prototipos y nuevos diseños, se cuenta con una nave de 1.200 m2.
1A. Linea Astral
1B. Pre-entregas y reparaciones
2. Estructuras
3. Tapicería
4. Poliéster techos
5. I+D Taller de prototipos
6. Tapicería exterior
7. Almacén de residuos tóxicos y peligrosos
8. Almacén de lunas y butacas
9. Carrozado línea Sideral. Ofic. Producc./Compras
10. Ofic. centrales Direcc/Administ/Comercial/RRHH
11. Servicio Médico
12. FFCC
13. Poliéster inyección
Dentro de las instalaciones y en los alrededores de la planta, se integran un gran
número de talleres auxiliares que suministran permanentemente los materiales necesarios
para el proceso productivo. Esto permite que la provisión de materia prima o en curso sea
inmediata y no haya la necesidad de almacenar esos materiales, al mismo tiempo que
permite una continua comunicación con los proveedores para modificar en cualquier
momento los pedidos de acuerdo a las necesidades de los clientes.
3.4-UBICACION
La Empresa, está ubicada en la localidad Navarra de Altsasu/Alsasua, núcleo y
cabecera industrial de la comarca de Sakana y nudo ferroviario de primer orden, contando
con una importante estación de ferrocarril. La atraviesa la Carretera Nacional I, MADRIDVITORIA.
Pertenece al sector industrial en la rama de fabricación de carrocerías para
automóviles y remolques. Su dirección es Polígono Ibarrea, Alsasua (Navarra), Apdo.:
31.800. Nº tfno.: (+34) 948 56 20 11, nº fax (+34) 948 56 32 02, dirección de correo, email: [email protected].
3.5-PERSONAL
En la actualidad, Sunsundegui cuenta con una plantilla de 257 personas de alta
cualificación profesional y amplia experiencia, con capacidad contrastada en el mundo del
transporte de viajeros por ferrocarril y por carretera.
Al margen de este importante activo de la empresa, se cuenta con varias empresas
subcontratadas que operan en el interior de la misma y que suman alrededor de 80 personas
más a la organización. Debido a su permanente convivencia con el desarrollo diario de la
actividad, son considerados como parte integrante de Sunsundegui, compartiendo con ella
procesos, actividades y políticas de funcionamiento.
3.6-SEGURIDAD Y SALUD LABORAL
Sunsundegui apuesta inequívocamente por la Prevención de Riesgos Laborales y
por ese motivo asume como Política de Empresa, el promover la mejora continua de las
condiciones de trabajo dirigida a elevar el nivel de protección de Seguridad y Salud de los
trabajadores en el trabajo, con el fin de evitar accidentes, enfermedades profesionales,
mejorar la rentabilidad de la empresa, cumplir con la Ley e integrar con la Calidad y el
Medio Ambiente.
Plan de evacuación de Sunsundegui
Sunsundegui ha integrado su PLAN de PREVENCIÓN, basado en la OSHAS
18.001:1999 de Gestión de la Prevención de Riesgos Laborales en el Sistema de Gestión
global de la compañía. Este Plan es revisado regularmente por la dirección, sometiéndolo a
una continua mejora, de común acuerdo con los trabajadores y sus representantes. Toda
aportación recibida tanto por personal interno como externo contribuirá en desarrollar un
mejor sistema más acorde con las necesidades y deseos de todos.
3.7-MEDIO AMBIENTE
Sunsundegui apuesta activamente por el respeto al Medio Ambiente en todas las
actividades y procesos que desarrolla. Es por eso que está implantando un Sistema de
Gestión Medioambiental que garantiza la mejora continua del proceso productivo y del
producto en relación con el Medio Ambiente. En
este sentido, es absoluta la colaboración y la
implicación tanto de todo el personal interno de la
empresa como la de los proveedores y de todas las
empresas contratadas y trabajadores externos que
operan en las instalaciones.
Segregación de residuos. Los residuos se separan en función de su peligrosidad y
naturaleza para garantizar su reciclaje y recuperación. Existen diferentes recipientes, dentro
y fuera de las naves, convenientemente etiquetados y pintados de diferente color para
facilitar la identificación del tipo de residuo que contienen. Además, hay colocados carteles
informativos en las áreas de trabajo que explican esta selección.
Prevención de fugas y derrames de productos químicos. Hay que evitar posibles
contaminaciones de suelos así como el uso innecesario de materiales absorbentes. Con tal
fin se han colocado cubetos de retención en los envases que pueden producir fugas y
derrames.
Mantenimiento preventivo, limpieza y uso de equipos. Las inspecciones,
controles y limpieza periódica de los equipos reducen los residuos generados derivados del
mal funcionamiento o desajustes del proceso, como fugas.
Manipulación de materiales. Es fundamental una correcta manipulación de las
materias primas, subproductos, productos finales y residuos durante las operaciones de
recepción y proceso productivo para reducir las pérdidas debidas a daños, derrames y
contaminación de materias.
Control de almacén. Es interesante realizar un control adecuado de inventario
tanto de materias primas como de productos semielaborados con el objetivo de reducir la
amplitud de materiales y aumentar la rotación de los mismos. Con esto se consigue tener en
stock el material necesario.
Sunsundegui cuenta con un único almacén de residuos peligrosos ubicado junto a
las vías del tren (nave 7 almacén de RTPs). A los recipientes retirados se les pondrá la
fecha de recogida en una etiqueta y se trasladará al almacén de RTPs para su posterior
tratamiento con gestor autorizado.
A continuación aparece un resumen de los tipos de contenedores que hay tanto para
el exterior de las naves como para el interior.
3.8-PRODUCTO
Como ya se ha mencionado anteriormente Sunsundegui fabrica dos productos
diferentes: trenes y autobuses. Por ello la empresa tiene dos divisiones: la de ferrocarril,
SUNCOVE,S.A. y la de autobús-autocar, SUMINISTROS Y SERVICIOS UNIFICADOS
DE CARROCERIA S.L.
3.8.1-TRENES
La reparación de trenes fue lo que
motivó el surgimiento de la empresa
Sunsundegui en la localidad fronteriza de Irún y el hecho de que en esa ciudad se produjera
el cambio de vía de España a Francia, lo que facilitaba la reparación de los trenes, propició
la ubicación de Sunsundegui allí. Sin embargo, al cabo de unos años, concretamente en
1955, las instalaciones de Guipúzcoa se quedaron pequeñas y la empresa se trasladó a
Alsasua.
Tanto en Irún como en Alsasua, la actividad de esta empresa, que contaba con unos
300 operarios, se centró exclusivamente en hacer reparaciones para Renfe. En la década de
los 80, Renfe comenzó a potenciar sus propios talleres de reparación, lo que sumió a
Sunsundegui en una crisis importante que le llevó a reducir su plantilla drásticamente. En
1987, un nuevo equipo directivo puso en marcha en la empresa la división de autocar y
autobús, por lo que la factoría alsasuarra comenzó a compaginar la fabricación y reparación
de trenes con la de estos otros medios de transporte.
En la actualidad la división de ferrocarril está tomando auge con importantes
contratos con empresas como FEVE del segmento de ferrocarriles de vía estrecha.
Los dos productos fabricados hoy en día en la sección de ferrocarril son
locomotoras que funcionan tanto con gasoil cómo conectadas a la red eléctrica y
ferrocarriles de vía estrecha.
Locomotoras:
Ferrocarriles de vía estrecha:
3.8.2-AUTOCAR-AUTOBUSES
La producción de autobuses es la principal actividad económica de Sunsundegui.
Dentro de los autobuses se diferencian dos grandes familias, por un lado, los urbanos que
reciben el nombre de ASTRAL y por otro los autobuses de lujo o de línea denominados
SIDERAL. Dentro de cada uno de estos grupos hay subproductos que vienen dados por las
diferentes longitudes o diferentes alturas en el caso de los SIDERAL y en los ASTRALES
por las diferentes alturas del piso o si son articulados o no.
Los autobuses pueden ir carrozados sobre diferentes marcas de chasis, que elije el
cliente: Volvo, Mercedes, Man, Iveco, Daf y Scania.
Los autobuses urbanos, ASTRAL, se comercializan únicamente en el mercado
nacional y los SIDERAL tanto en el mercedo nacional como en el extranjero. Se está
estudiando la posibilidad de también comercializar el modelo ASTRAL en el mercado
internacional.
Clasificación de autobuses:
SIDERAL
SIDERAL
SIDERAL 2000
SIDERAL 3,30
SIDERAL 10
ALTURA
serie
3,60m
3,30m
3,30m
ANCHURA
serie
2,55m
2,55m
2,55m
LONGITUD
serie
opcional
12,20m
13m,13,80m,15m
12,20m
13m, 15m
10,30m
*Las longitudes son las utilizadas por Comercial y pueden variar algo con las de
producción.
Sideral 2000
Es el modelo más vendido en su versión de 13m y carrozado sobre un bastidor de
Volvo.
Sideral 3,30
Su principal característica es su altura, inferior a la del sideral 2000, que tal y como
hace referencia su nombre es de 3.30 metros.
Sideral 10
Como indica su nombre tiene una largura de 10 metros.
ASTRAL
Dentro de la gama Astral tenemos, Astral, Astral L.E. y Astral articulado que
estarían dentro del segmento de autobuses interurbanos, en el cual Sunsundegui es líder de
mercado, y el nuevo modelo Astral Vía que sería netamente urbano.
Astral
Es un autobús interurbano con el piso elevado.
Astral L.E.
Es un autobús interurbano con el piso bajo, esto es, no hay escalones a la entrada del coche.
Astral articulado
Es la versión articulada de Astral con una longitud de 18 metros.
Astral Vía
Es el modelo netamente urbano de Sunsundegui.
4-FASES Y DESARROLLO DEL PROYECTO
4.1-PRIMER CONTACTO POR PARTE DEL CLIENTE
El cliente se pone en contacto con la empresa explicándole el problema que les ha
surgido. Expone la importancia de diseñar un frigorífico de mayor capacidad que el que
actualmente va instalado en los autobuses con destino a Israel. Nos explica que los chóferes
de Israel realizan la actividad de venta de refrescos durante el trayecto de los viajes, para
sacarse un sobresueldo, siendo ésta una práctica muy común en ese país. Varios chóferes le
han comunicado la necesidad de disponer de un frigorífico mayor, ya que el actual se queda
pequeño para sus necesidades.
El frigorífico actual tiene unas dimensiones aproximadas de 700 x 450 x 225 mm, que
se traduce a términos útiles en una capacidad de unas 21 latas de refresco. (Véase figura
4.1.1). Su ubicación es debajo de la butaca del conductor.
Además de la capacidad del frigorífico, la ubicación del actual no es la idónea para la
venta de refrescos durante el transcurso del viaje, por lo que se abordará serán dos
cuestiones: aumentar la capacidad del frigorífico, y encontrar una ubicación nueva
adecuada.
(figura 4.1.1)
4.2-RECOGIDA DE IDEAS Y POSIBLES SOLUCIONES
A partir de ésta primera toma de contacto, el departamento de I+D de la empresa
comienza en la búsqueda de soluciones.
Lo primero que se detecta es la imposibilidad de aumentar el tamaño del frigorífico
manteniendo la ubicación actual (debajo del asiento del conductor), aparte de que como ya
hemos comentado, no es el lugar idóneo para su alojamiento. No hay suficiente espacio
para cubrir las necesidades del cliente, de manera que empezamos en la búsqueda de
lugares alternativos para la ubicación del nuevo frigorífico.
La primero opción que tanteamos es la posibilidad de alojarlo en el salpicadero del
autobús. Después de un pequeño análisis, la idea se desecha, ya que es difícil encontrar el
hueco suficiente debido a la cantidad de cableado y conductos de aire que se encuentran en
él.
Tras una investigación de la competencia, se sabe que una empresa carrocera de Israel
aloja los frigoríficos en el estribo delantero del autobús (Véase figura 4.2.1), de modo que
la investigación se dirige a la viabilidad de colocar el frigorífico en dicha ubicación.
(figura 4.2.1)
4.3-DESARROLLO DE LA IDEA
A partir de entonces, se procede a un estudio minucioso del 3D de la estructura del
autobús en el que se observa que la posibilidad de alojar el frigorífico en esa zona es mas
que viable.
Lo primero que observamos es que habría que modificar alguna de las barras de la
estructura (Véase figura 4.3.1), desplazándola para dejar hueco para poder alojar el
frigorífico.
(Figura 4.3.1)
Otra modificación que habrá que realizar es la de desplazar la butaca quía para dejar
sitio al acceso del frigorífico (Véase figura 4.3.2). Se intentará desplazar lo mínimo
posible, ya que la butaca puede invadir la zona del pasillo, y hacer que las medidas
mínimas de paso no se cumplan.
(Figura 4.3.2)
4.4-DISEÑO DEL MODELO REAL
4.4.1-DISEÑO DEL FRONTAL
Después de ver la viabilidad del nuevo alojamiento y teniendo claro las modificaciones
que habrá que realizar, el desarrollo se traslada al taller de I+D y se comienza a trabajar en
una maqueta a escala real.
Se trabaja sobre una estructura real de un autobús, ya que de esta forma será más fácil
detectar los posibles problemas, así como ver las proporciones y dimensiones reales de una
forma más objetiva que desde un 3D en la pantalla del ordenador.
Lo primero que se aborda es el diseño del acceso al frigorífico y como va a repercutir
esto en el desplazamiento de la butaca.
El desplazamiento de la butaca viene condicionado esencialmente por dos cuestiones:
La primera de ellas tiene que ver con el mecanismo de apertura de la puerta de acceso
de pasajeros. Este mecanismo necesita un espacio mínimo que no puede ser invadido por el
frigorífico (Véase figura 4.4.1.1). De esta manera, el acceso al frigorífico tendrá que
respetar una cota inicial que será la mínima para que el mecanismo de la puerta pueda girar
con total libertad.
(Figura 4.4.1.1)
El otro condicionante para el desplazamiento de la butaca será el propio acceso al
frigorífico. El tamaño de la tapa del frigorífico por lo tanto nos marcará cuanto hemos de
mover la butaca guía.
Teniendo en cuenta estos dos factores, llegamos a la conclusión de que la tapa del
frigorífico no debe de ser grande ya que la butaca quedaría desplazada en exceso, pero que
tiene que tener un tamaño que permita sacar un refresco sin complicaciones. Por todo esto,
decidimos que el acceso tendrá de ancho una medida aproximada de 28-30 cm.
Una vez pensado esto, se configura el frontal del frigorífico utilizando chapa plegada
de acero de 1,5 mm de espesor y se coloca la butaca en su nueva ubicación (Véanse figuras
4.4.1.2 y 4.4.1.3 )
(Figura 4.4.1.2)
(Figura 4.4.1.3)
Finalmente la butaca invade el pasillo en 75 mm.
4.4.2-CUMPLIMIENTO DE NORMATIVA
Una vez realizado el frontal y las modificaciones de pasillo necesarias, pasamos a
comprobar que cumplimos la normativa. Para ello utilizamos lo que en el argot del sector
se le conoce como “muñeco”. El muñeco es un artefacto con unas medidas establecidas,
que representan el mínimo de medidas a respetar para entrar dentro de la normativa. La
prueba consiste en desplazar el muñeco por la zona que se quiere estudiar (en este caso el
pasillo), y si el muñeco pasa sin interferir con ningún obstáculo, la prueba será exitosa y
estaremos cumpliendo la normativa.
Tras realizar la prueba vemos que cumplimos de sobra los requisitos (Véanse
figuras 4.4.2.1 y 4.4.2.2), por lo que después de esto nos disponemos a diseñar el interior
del frigorífico.
(Figura 4.4.2.1)
(Figura 4.4.2.2)
4.4.3-DISEÑO DEL INTERIOR
Visto que el frontal del frigorífico queda mas o menos definido, nos centramos en el
diseño del interior del frigorífico, que será el encargado de alojar los refrescos y
mantenerlos fríos. A partir de ahora lo llamaremos “cuba”.
Lo primero que hacemos es crear una pequeña estructura que servirá de apoyo a la
cuba. La estructura la hacemos de tubo cuadrado de acero de 40 x 40 x 1.5.
Para confeccionar la cuba, que posteriormente utilizaremos como modelo para
mandar a los modelistas, utilizamos contrachapado de madera y una masilla que daremos
en la superficie para conseguir un acabado liso (Véase figura 4.4.3.1). La masilla la
utilizamos también para redondear las esquinas del modelo por su cara interior, ya que esta
cara será la cara buena del poliéster.
(figura 4.4.3.1)
Después de dar forma al frontal y al interior, se le añaden algunos detalles. El
primero de ellos es el tipo de cierre de la tapa. Tras ver algunas opciones, y hablar con el
cliente israelita nos decidimos por un cierre de impacto de la marca Southco (ver
documentación adjunta) debido a su sencillez de funcionamiento, sin llaves ni mecanismos
complejos. Una vez elegido, se lo ponemos en la tapa (Véanse figura 4.4.3.2 y 4.4.3.3)
(Figura 4.4.3.2)
(Figura 4.4.3.3)
4.5-DISEÑO EN 3D
Una vez se ha diseñado la maqueta, nos ponemos en contacto con el cliente y este
accede a venir a verla.
Tras ver la maqueta, las dimensiones, el acceso al frigorífico, etc., nos da el OK.
Una vez llegados a este punto, se decide hacer unos moldes para realizar una preserie. La decisión de realizar una pre-serie, viene dada por un tema económico. Para que un
molde de termoconformado sea duradero y de calidad, se realiza normalmente en aluminio.
La mecanización del molde de aluminio requiere de una alta inversión, y sus posteriores
modificaciones resultan costosas. Los moldes para la pre-serie se realizarán en el taller de
la empresa utilizando como materiales madera, chapa de acero y masilla. Pero antes de
realizar los moldes, el desarrollo se pasa al ordenador, donde definiremos las piezas en el
programa de modelado 3D.
Es ahora cuando comienza el trabajo de modelado en 3D. Lo primero que hacemos
es sobre la estructura del autobús, añadir la estructura que servirá de apoyo al frigorífico.
Pero antes, hay que desplazar el depósito de urea que se encuentra en la zona donde se
ubicará el frigorífico (Véase figura 4.5.1).
(Figura 4.4.3.3)
A continuación, vamos definiendo una a una las diferentes piezas del frigorífico.
Para esto, nos apoyaremos tanto en la estructura del 3D, como en la maqueta que se ha
realizado con anterioridad.
Tras un trabajo de diseño puro con el programa de diseño en 3D, vamos
proyectando cada pieza. Aquí mostramos unas imágenes con los resultados finales de cada
pieza por separado:
(Parte superior de la tapa de acceso)
(Parte inferior de la tapa de acceso)
(Marco de acceso a frigorífico)
(Carcasa exterior)
(Cuba)
(Tapa cuba)
Ahora mostramos las piezas en diferentes subconjuntos y algunos detalles:
(Tapa de la cuba con el evaporador colocado)
(Conjunto tapa)
(Interior del acceso)
(Detalle del acceso sin tapa)
(Detalle del cierre de impacto)
La tapa decidimos hacerla en dos piezas debido a que colocaremos aislante térmico
(una plancha de poliuretano de 15mm) en su interior para evitar que se escape el frío de la
cuba, y como la tapa va a ser fabricada por termoconformado, resulta inviable diseñarla de
una sola pieza.
Todas las piezas de termoconformado se han diseñado cuidando de que no tengan
contrasalidas que imposibiliten su fabricación.
Los planos correspondientes a las piezas pueden verse en la documentación adjunta
“Planos”.
Así como la tapa contendrá aislante térmico, la cuba y su tapa también tendrán
aislante térmico, de manera que formará una especie de sándwich formado por una pared
de poliéster, una capa de aislante térmico correspondiente a una plancha de poliuretano de
15mm y otra pared de poliéster.
4.6-REALIZACION DE LOS MOLDES DE LA PRE-SERIE
Apoyándose en el diseño en 3D de las piezas, se comienza a definir en el taller de
I+D los moldes para la pre-serie correspondientes a las piezas de ABS.
Como ya explicamos anteriormente, estos moldes se realizan en madera y chapa de
acero, con el objetivo de conseguir unos moldes económicos y de rápida fabricación.
A continuación mostramos unas fotografías del resultado final de los moldes de preserie.
(Figura 4.6.1)—(Molde frontal)
(Figura 4.6.2)—(Molde tapa superior)
(Figura 4.6.3)—(Molde tapa superior, detalle agujeros succionado)
(Figura 4.6.4)—(Molde tapa inferior)
(Figura 4.6.3)—(Molde tapa inferior, detalle agujeros inferiores de succionado)
Como se ha podido ver en algunas de las fotografías, los moldes tienen unos
agujeros que serán necesarios para poder realizar el succionado en el proceso de
termoconformado. Los agujeros inferiores son de un diámetro de 10mm, mientras que los
alojados en la chapa, son de un diámetro inferior, de 1,5mm. En el interior de los moldes
hay unos canales cuya función es la de conectar los agujeros inferiores con los superiores y
facilitar el succionado.
Paralelamente a la fabricación de los moldes de las piezas de ABS, se crean
también los moldes correspondientes a las piezas de poliéster. Las piezas de poliéster son
las correspondientes a la cuba y su tapa. A continuación explicaremos un poco el proceso
de fabricación de éste tipo de piezas.
Poliéster es el nombre que se le da en el argot industrial, pero la forma más correcta
sería el de Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio (P.R.F.V.). El P.R.F.V.es un material
compuesto, constituido por una estructura resistente de fibra de vidrio y un material
plástico que actúa como aglomerante de las mismas. El refuerzo de fibra de vidrio, provee
al compuesto resistencia mecánica, estabilidad dimensional, y resistencia al calor. La resina
plástica aporta resistencia química dieléctrica y comportamiento a la intemperie.
Las resinas más comúnmente empleadas son las poliésteres, de ahí el nombre
común de poliéster para éste tipo de material compuesto. Las mismas resultan de combinar
ácido polibásico (saturados o insaturados) con glicoles. En esta primera etapa, son sólidas y
para conferirle sus propiedades de polimerización, se deben disolver en un monómero
(generalmente estireno), obteniéndose un líquido espeso. Las resinas pasan del estado
líquido al sólido, por copolimerización del poliester, con el aporte de un iniciador activo
(catalizador) en combinación con otro producto químico (acelerador) o aporte de calor.
Para fabricar los moldes de las piezas de poliéster, utilizamos como modelo la cuba
de madera que realizamos en la maqueta. El molde de la cuba será un negativo del modelo,
de modo que lo que quedará será una pieza macho que se adaptará al interior del modelo.
Para construir este molde, lo primero que se hace es dar una capa antiadherente por
la parte interior del modelo, para permitir la salida del modelo una vez hayamos acabado el
molde. Lo siguiente es añadir una capa de resina encima de la antiadherente. A
continuación se añaden telas de fibra de vidrio cubriendo toda la superficie y se vuelve a
añadir una capa de resina. Este proceso se repite hasta que conseguimos el espesor
adecuado. Para los moldes, se suelen insertar refuerzos de madera, o crear una estructura
interior para hacer el molde más rígido y duradero. Cuando el molde está seco y duro por la
acción del catalizador adecuado, se extrae el modelo, y el molde queda listo para ser
utilizado.
El molde se ha hecho de esta forma para conseguir que la cara buena de las futuras
cubas que se fabriquen, sea la interior. La cara que se adapta al molde será la que tenga un
buen acabado y quede lisa, mientras que la exterior tendrá un acabado rugoso
correspondiente a la rugosidad de la resina cuando se seca.
Con la tapa de la cuba se sigue el mismo proceso, haciendo que la cara con buen
acabado sea la que quede por el interior de la cuba.
Para la fabricación de las piezas se realizará el mismo proceso utilizado a la hora de
realizar el molde, pero apoyándonos en el molde recientemente fabricado, de modo que
obtendremos una pieza de forma similar al modelo que utilizamos en la maqueta.
A la hora de fabricar las piezas, se suelen utilizar tintes en la resina para conseguir
que la pieza tenga el color deseado. En nuestro caso, para nuestras piezas, se utiliza un tinte
blanco que es el responsable de que nuestra cuba tenga ese color en su interior.
4.7-FABRICACION DE LA PRE-SERIE
Una vez realizados los moldes de las piezas de ABS, estos son enviados a la
empresa de termoconformado, y se les pide que hagan 5 juegos de piezas.
El proceso del termoconformado consiste en calentar una plancha o lámina de
semielaborado termoplástico, de forma que al reblandecerse puede adaptarse a la forma de
un molde por acción de presión, vacío o mediante un contramolde. A diferencia de otros
procesos como la inyección, el soplado y el rotomoldeado, el termoconformado parte de
una lámina rígida de espesor uniforme realizada por el proceso de extrusión, y permite
realizar pequeñas producciones por su bajo costo en matricería llegando a ser rentable en
altas producciones también.
Los espesores más comunes van de 0,2 mm (envases descartables) a 6 mm o más
(carcasas para maquinaria).
Etapas del termoconformado:
Calentamiento del semielaborado, ya sea por radiación, contacto o convención.
Moldeo del semielaborado, que tras calentarse se estira adaptándose al molde por medio
de diferentes procesos (presión, vacío, presión y vacío o un contramolde).
Enfriamiento del producto, que comienza cuando el termoplástico entra en contacto con
el molde frío y termina cuando la temperatura es la adecuada para desmoldear pierna sin
deformar la pieza.
Para la realización de nuestras piezas, el método escogido es el del vacío.
Los termoplásticos más usados son PS, PVC, ABS, PMMA, TPRF entre otros; sin
embargo, hay algunas excepciones como son los acetales, las poliamidas y los
fluorocarbonos, que no se utilizan. Normalmente, las láminas de termoconformado
contienen solamente un plástico básico, aunque también se puede utilizar combinaciones
de varios materiales.
El material elegido para nuestras piezas es el ABS. A continuación mostramos un
documento con las características de nuestro material.
4.8-PRUEBA DE LA PRE-SERIE
Una vez se han fabricado los juegos de piezas, nos disponemos a probarlos en un
autobús. Las piezas nos llegan sin cortar, directamente del molde. Estas primeras piezas las
iremos ajustando y las cortaremos nosotros hasta que queden bien.
Montamos un conjunto entero en un autobús ajustando todas las piezas, y vemos
que las piezas quedan bien ajustadas en el autobús. A parte de las piezas de ABS y
poliéster, para terminar el conjunto de frigorífico utilizamos una bisagra para la tapa y
colocamos un perfil de caucho adhesivo en la zona de la tapa para sellar el acceso y evitar
la pérdida de frío por esa zona (ver figura 4.8.1). También instalamos el evaporador con su
correspondiente compresor, y el sistema de “detección abierto-cerrado” que será el
encargado de encender una luz interior cuando se abra la tapa del frigorífico (ver figura
4.8.2). El evaporador es colocado en la tapa de la cuba, además de la luz interior y el
termostato del evaporador (ver figuras 4.8.3 y 4.8.4)
(figura 4.8.1)
(figura 4.8.2)
(figura 4.8.3)
(figura 4.8.4)
Después de hablar con uno de nuestros proveedores, nos recomienda un pack
compuesto por un compresor y una placa evaporador que se ajustan a las características de
nuestro frigorífico. El tamaño de la placa que se puede observar en las imágenes anteriores
es de 420X400 mm. El compresor es el siguiente:
En esta tercera página, vemos el modelo de nuestro compresor, cuya característica
principal es que es un modelo especial para autobuses, camiones o barcos en los que pueda
haber un riesgo de interferencia eléctrica con la radio u otro elemento eléctrico.
4.9-MOLDES DEFINITIVOS Y PROGRAMAS DE CORTE
Una vez queda definido el frigorífico y comprobamos que funciona correctamente,
el siguiente paso es hacer los moldes definitivos de las piezas de ABS. Estos moldes serán
de aluminio, debido a su relativa ligereza y a su fácil mecanizado. Para ello, se envían unos
ficheros 3D a la empresa de fundición de aluminio, que crea mediante fundición, el bloque
de aluminio en bruto. Posteriormente, se crea un mecanizado del bloque, según el fichero
de 3D que se les ha enviado y finalmente se realiza un pulido de la superficie.
Estos moldes permitirán hacer numerosas piezas y de calidad.
Una vez están realizados los moldes, mandamos fabricar un juego de piezas.
Una vez recibimos las piezas, las cortamos y las ajustamos en montaje. Cuando
terminamos de cortar las piezas, las enviamos de nuevo a la empresa de termoconformado.
Allí realizarán el programa de corte.
El programa de corte lo realizan con un robot de 3 ejes, el cual, una vez puesta la
pieza en un útil especialmente adaptado para ella, va cogiendo puntos y guardándolos en la
memoria. Los puntos que va cogiendo serán los puntos por donde se realizará el corte en
futuras piezas. Estos programas de corte quedan guardados, de modo que las siguientes
piezas que pidamos, vendrán ya cortadas y listas para montar.
4.10-MONTAJE EN EL AUTOBÚS
A continuación mostraremos alguna fotografía y una breve descripción del proceso
de montaje.
Lo primero que hacen los operarios es montar la cuba sobre la estructura de acero
preparada para ello y la pegan con masilla. Luego imprimen el exterior de negro.
A continuación preparan la tapa de la cuba colocándole la luz, el termostato, el
caucho adhesivo y la placa evaporador y pasan los cables y conductos por un agujero
realizado en la tapa.
Lo siguiente es encintar el acceso delantero de la cuba.
Una vez el suelo del autobús está echado, se proyecta aislante térmico en forma de
espuma de poliuretano en la zona donde va a ir el frontal de ABS del frigorífico, y
rápidamente se coloca dicho frontal. Después se colocan el resto de piezas de ABS, así
como el resto de elementos, y finalmente se sella con masilla de juntas por todo el contorno
del frontal, dando por terminado el proceso de montaje del frigorífico.
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS
INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACIÓN
Titulación :
INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL MECÁNICO
Título del proyecto:
REDISEÑO Y REUBICACIÓN DE FRIGORÍFICO PARA
AUTOBÚS
PLANOS
CARLOS PILEÑO RODRIGUEZ
JOSÉ RAMÓN ALFARO LÓPEZ
Tudela, 28 de Agosto de 2012
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS
INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACIÓN
Titulación :
INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL MECÁNICO
Título del proyecto:
REDISEÑO Y REUBICACIÓN DE FRIGORÍFICO PARA
AUTOBÚS
PRESUPUESTO
CARLOS PILEÑO RODRIGUEZ
JOSÉ RAMÓN ALFARO LÓPEZ
Tudela, 28 de Agosto de 2012